DE202005020161U1

DE202005020161U1 - Modulüberwachung

Info

Publication number: DE202005020161U1
Application number: DE202005020161U
Authority: DE
Original assignee: REV RENEWABLE ENERGY VENTURES Inc; REV Renewable Energy Ventures Inc Aloha
Current assignee: REV RENEWABLE ENERGY VENTURES, INC., CH
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2015-12-23
Also published as: WO2007006564A3; WO2007006564A2; WO2007006564B1

Abstract

Vorrichtung zur Überwachung von Photovoltaikpaneelen für den Fall des Diebstahls oder der Beschädigung dadurch gekennzeichnet, dass ein Fensterkomparator mit programmierter Referenzspannung die bei Dämmerung oder Nacht gegebene Restspannung der Photovoltaikpaneele in die drei Kategorien ausserhalb, innerhalb und unterhalb einteilt und je Paneel ein paneeltypisches codiertes Signal zu einer bei dem Wechselrichter befindlichen zentralen Alarmeinrichtung mit Decodierer geschickt wird, der im Fall des Signales unterhalb einen paneelbezogenen Alarm auslöst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Photovoltaikmodulen für den Fall des Diebstahls oder der Beschädigung durch die Auswertung von Restspannungssignalen.
Der Stand der Technik wird vorgegeben durch das Gebrauchsmuster G 94 11 783.7 , in dem durch eine geeignete Vorrichtung bei Unterschreiten einer definierten Spannung eine Stromquelle mit vorbestimmten Nennstrom auf die Leistungsstromleitung gelegt wird. Dieses Vorgehen hat für kleine, insbesondere große Photovoltaikanlagen den Nachteil des Verbrauchs elektrischer Leistung.
Es war eine Vorrichtung zu finden, die ohne vorbestimmte Nennstrombeaufschlagung ein Signal durch eine gleichspannungsmäßige Überwachung bei Beschädigung oder Diebstahl liefert.
Grosse Photovoltaikanlagen sind üblicherweise derart aufgebaut, dass eine bestimmte Anzahl von Solarpanels zwecks Erreichen der für den Wechselrichter notwendigen Spannung in Reihe geschaltet werden und diese Leistungsstromleitungen über Geräteanschlusskästen (GAK) zum Wechselrichter führen. Diese Geräteanschlusskästen mit einem Steuerkabel zum Wechselrichter sind zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Ruhestromüberwachung geeignet.
Wenn die Anlage infolge zu geringer Energieeinstrahlung vom Netz und vom Wechselrichter getrennt wird, ist immer noch ausreichend Spannung vorhanden, die für eine Überwachung genutzt werden kann. In einer mondlosen Nacht ist die Leuchtdichte 0,0003 Lux, während bei Mondschein 0,2 Lux in Energie umgewandelt werden. Hinzu kommt die Resthimmelbeleuchtung durch „Lichtverschmutzung".
Diese Resthelligkeit erzeugt eine geringe elektrische Spannung, die im Bereich von einigen hundert Millivolt bis zu einigen Volt/GAK liegen kann. Da die Leitungen von den Solarmodulen zu dem Wechselrichter galvanisch getrennt, also hochohmig sind, kann diese Spannung zur Überwachung der gesamten Anlage genutzt werden.
Erfindungsgemäß kommt ein Fensterkomparator zum Einsatz, der folgende Kriterien auswertet und in jeden GAK eingebaut wird:

1. Ist das Solarmodul bei Tag in Betrieb entsteht eine hohe Spannung. In der Überwachungsvorrichtung, hier Fensterkomparator genannt; wird das Signal „Fenster ausserhalb" aktiviert und die Anlage wird eingeschaltet, in dem ein Relais anzieht die Paneele mit den Solarmodulen galvanisch zum Wechselrichter durchschaltet.
2. Sinkt die erzeugte Spannung während der Dämmerung und in der Nacht unter einen Wert, der bei der Installation der Anlage festgelegt worden ist ab, wird in dem Fensterkomparator die Schaltschwelle „Fenster innerhalb" erreicht. Der Ausgang des Fensterkomparators „Fenster Ausserhalb wird deaktiviert und das Relais zum Verbinden der Paneele mit dem Wechselrichter fällt ab und öffnet diesen Stromkreis.
3. Das Signal „Fenster innerhalb" erreicht den Codierer, in dem eine eindeutige Zuordnung zum jeweiligen GAK festgelegt wird. Das erzeugte Signal wird über eine durch Ruhestrom gesicherte Leitung zum Decodierer und zur zentralen Auswerteeinrichtung weitergeleitet.
4. Wird die zentrale Auswerteinheit von den codierten Signalen der Codierer in den GAK's erreicht, so werden die jeweiligen GAK's und damit die jeweiligen Paneels aus Solarmodulen als „in Ordnung" signalisiert.
5. Fällt die von den Solarpaneels erzeugte Restspannung auf Null Volt, wird der Ausgang „Fenster unterhalb" aktiviert. Über die Siganlleitung vom Codierer zum Decodierer und weiter zur Auswerteeinheit wird ein Alarm ausgelöst.
6. Die Signalübertragungsstrecke wird durch einen Ruhekontakt (Ük) im GAK, der sich im Gehäuse des GAK befindet, gesichert, in dem bei Öffnen des Gehäuses des GAK der Kontakt abfällt und die Ruhestromleitung unterbrochen wird.

Damit ist für alle Betriebszustände der Anlage eine kontinuierliche Überwachung gewährleistet, da alle GAK's in das System einbezogen werden und paneelgenau durch die Alarmeinrichtung ein Alarm ausgelöst werden kann.
Eine gesonderte Überwachung der Solarpaneele während des Betriebes mit dem Wechselrichter ist nicht notwendig, da hier bereits automatisch bei Leistungsabfall ein Störungssignal generiert wird.
Die zusätzliche Stromversorgung für diese Sicherungseinrichtung, bei der in festgelegten Zeitabständen ein Signal vom Codierer im GAK zum Decodierer in der zentralen Alarmeinrichtung geschickt wird erfordert wenige Milliwatt, die einer kleinen Batterie entnommen werden und die durch die stromführenden Leiter zum Wechselrichter im Betriebsfall gespeist wird oder durch Fernspeisung durch die Steuerkabel sichergestellt werden können.
Die Überwachungsvorrichtung besteht aus:

1: einzelnen Solarpaneelen
2: die in Reihe auf den GAK geschaltet sind
3: der Überwachungseinrichtung in den einzelnen GAK
4: der Stromzuführung von den Paneelen zum GAK
5: der Stromweiterleitung zu den Wechselrichtern
6: den Schaltrelais zu den Wechselrichtern
7: dem Überspannungsschutz für den Fensterkomparator
8: dem Fensterkomparator mit programmierter Referenzspannung
9: dem Codierer
10: der Leitung zur Auswerteeinheit
11: der Ruhestromleitung zur Auswerteeinheit
12: dem Ruhekontakt in der Ruhestromleitung im GAK
13: der zentralen Alarmeinrichtung bei dem Wechselrichter
14: dem Decodierer
15: der Ruhestromüberwachung
16: der Auswerte- und Meldevorrichtung
17: dem Wechselrichter
18: dem Batteriepuffer der Überwachungseinrichtung

Die Vorrichtung ist in der Zeichnung 1 dargestellt.

Claims

Vorrichtung zur Überwachung von Photovoltaikpaneelen für den Fall des Diebstahls oder der Beschädigung dadurch gekennzeichnet, dass ein Fensterkomparator mit programmierter Referenzspannung die bei Dämmerung oder Nacht gegebene Restspannung der Photovoltaikpaneele in die drei Kategorien ausserhalb, innerhalb und unterhalb einteilt und je Paneel ein paneeltypisches codiertes Signal zu einer bei dem Wechselrichter befindlichen zentralen Alarmeinrichtung mit Decodierer geschickt wird, der im Fall des Signales unterhalb einen paneelbezogenen Alarm auslöst.
Vorrichtung zur Überwachung von Photovoltaikpaneelen für den Fall des Diebstahls oder der Beschädigung dadurch gekennzeichnet, dass der auf die zum Wechselrichter führenden Leitungen aufgeschaltete Fensterkomparator einen Überspannungsschutz vor dem Fensterkomparator aufweist.
Vorrichtung zur Überwachung von Photovoltaikpaneelen für den Fall des Diebstahls oder der Beschädigung dadurch gekennzeichnet, dass der Fensterkomparator und die Codiereinheit über einen Batteriepuffer mit Strom versorgt wird und der Bateriepuffer tagsüber von den zum Wechselrichter führenden Leitungen gespeist wird.
Vorrichtung zur Überwachung von Photovoltaikpaneelen für den Fall des Diebstahls oder der Beschädigung dadurch gekennzeichnet, dass die im Geräteanschlusskasten befindliche Vorrichtung aus Überspannungsschutz, Fensterkomparator und Codiereinheit Ruhestrom gesichert sind und bei Öffnen des Gehäuses des Ruhestrom unterbrochen wird.